Crédito da imagem: SDSS
Astrônomos do Sloan Digital Sky Survey coletaram dados para construir um mapa tridimensional preciso que detalha os aglomerados de galáxias e matéria escura. A equipe do SDSS - 200 astrônomos em 13 países - mediu o Universo para conter 70% de energia escura (uma força misteriosa que repele as galáxias), 25% de matéria escura e 5% de matéria normal.
Astrônomos do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) fizeram as medições mais precisas até o momento do agrupamento cósmico de galáxias e matéria escura, refinando nossa compreensão da estrutura e evolução do Universo.
"Desde o início do projeto, no final dos anos 80, um dos nossos principais objetivos tem sido uma medição precisa de como as galáxias se agrupam sob a influência da gravidade", explicou Richard Kron, diretor do SDSS e professor da Universidade de Chicago.
O porta-voz do Projeto SDSS, Michael Strauss, da Universidade de Princeton e um dos principais autores do novo estudo, elaborou que: "Esse padrão de agrupamento codifica informações sobre a matéria invisível que atrai as galáxias e sobre as flutuações de sementes que emergiram do Big Bang".
Os resultados são descritos em dois artigos submetidos ao Astrophysical Journal e à Physical review D; eles podem ser encontrados no site de pré-impressão física, www.arXiv.org, em 28 de outubro.
FLUXO DE MAPEAMENTO
O modelo cosmológico líder invoca uma rápida expansão do espaço conhecido como inflação, que amplia as flutuações quânticas microscópicas nas consequências ardentes do Big Bang em enormes escalas. Após o término da inflação, a gravidade fez com que essas flutuações de sementes crescessem nas galáxias e nos padrões de agrupamento de galáxias observados no SDSS.
Imagens dessas flutuações de sementes foram liberadas da Sonda de Anisotropia de Microondas Wilkinson (WMAP) em fevereiro, que mediu as flutuações na radiação de relíquia do Universo primitivo.
"Fizemos o melhor mapa tridimensional do Universo até o momento, mapeando mais de 200.000 galáxias a até dois bilhões de anos-luz de distância em seis por cento do céu", disse outro autor principal do estudo, Michael Blanton, da Universidade de Nova York. Os padrões de agrupamento gravitacional neste mapa revelam a composição do Universo a partir de seus efeitos gravitacionais e, combinando suas medições com as do WMAP, a equipe do SDSS mediu a matéria cósmica para consistir em 70% de energia escura, 25% de matéria escura e cinco%. matéria comum.
O SDSS é dois levantamentos separados em um: as galáxias são identificadas em imagens 2D (direita) e, em seguida, têm sua distância determinada a partir de seu espectro para criar um mapa 3D de 2 bilhões de anos-luz de profundidade (à esquerda), onde cada galáxia é mostrada como um único ponto. cor que representa a luminosidade - mostra apenas as 66.976 nossas de 205.443 galáxias no mapa que ficam próximas ao plano do equador da Terra. (Clique para jpg de alta resolução, versão sem linhas.)
Eles descobriram que os neutrinos não poderiam ser os principais constituintes da matéria escura, colocando entre as mais fortes restrições até hoje em sua massa. Finalmente, a pesquisa do SDSS descobriu que os dados são consistentes com as previsões detalhadas do modelo de inflação.
CONFIRMAÇÃO CÓSMICA
Esses números fornecem uma confirmação poderosa daqueles relatados pela equipe do WMAP. A inclusão das novas descobertas do SDSS ajuda a melhorar a precisão da medição, mais do que reduzir as incertezas do WMAP na densidade de matéria cósmica e no parâmetro Hubble (a taxa de expansão cósmica). Além disso, as novas medições concordam bem com os resultados de última geração anteriores que combinaram o WMAP com a pesquisa de redshift de galáxias anglo-australiana de 2dF.
“Galáxias diferentes, instrumentos diferentes, pessoas diferentes e análises diferentes - mas os resultados concordam”, diz Max Tegmark, da Universidade da Pensilvânia, primeiro autor dos dois trabalhos. “Reivindicações extraordinárias exigem evidências extraordinárias”, diz Tegmark, “mas agora temos evidências extraordinárias para matéria escura e energia escura e precisamos levá-las a sério, por mais perturbadoras que pareçam”.
Os novos resultados do SDSS (pontos pretos) são as medidas mais precisas até o momento de como a densidade do Universo flutua de um lugar para outro em escalas de milhões de anos-luz. Essas e outras medidas cosmológicas concordam com a previsão teórica (curva azul) para um universo composto por 5% de átomos, 25% de matéria escura e 70% de energia escura. Quanto maiores as escalas em que medimos, mais uniforme o Universo aparece. (Clique para jpg de alta resolução, sem versão de frescura.)
"O verdadeiro desafio agora é descobrir o que realmente são essas substâncias misteriosas", disse outro autor, David Weinberg, da Ohio State University.
COMPROMISSO EM SDSS EM GRANDE ESCALA
O SDSS é a pesquisa astronômica mais ambiciosa já realizada, com mais de 200 astrônomos em 13 instituições em todo o mundo.
"O SDSS é realmente duas pesquisas em uma", explicou o cientista do projeto James Gunn, da Universidade de Princeton. Nas noites mais puras, o SDSS usa uma câmera CCD de campo amplo (construída por Gunn e sua equipe na Universidade de Princeton e Maki Sekiguchi do Japan Participation Group) para tirar fotos do céu noturno em cinco bandas de ondas amplas com o objetivo de determinar a posição e o brilho absoluto de mais de 100 milhões de objetos celestes em um quarto de todo o céu. Quando concluída, a câmera foi a maior já construída para fins astronômicos, reunindo dados a uma taxa de 37 gigabytes por hora.
Nas noites com luar ou nebulosidade moderada, a câmera de imagem é substituída por um par de espectrógrafos (construído por Alan Uomoto e sua equipe na Universidade Johns Hopkins). Eles usam fibras ópticas para obter espectros (e, portanto, desvios para o vermelho) de 608 objetos por vez. Diferentemente dos telescópios tradicionais, nos quais as noites são divididas entre muitos astrônomos que realizam uma série de programas científicos, o telescópio SDSS de 2,5m para fins especiais no Apache Point Observatory, no Novo México, é dedicado exclusivamente a esta pesquisa, para operar todas as noites claras por cinco anos .
O primeiro lançamento público de dados do SDSS, chamado DR1, continha cerca de 15 milhões de galáxias, com medidas de distância do desvio para o vermelho para mais de 100.000 delas. Todas as medições usadas nas descobertas relatadas aqui seriam parte do segundo release de dados, DR2, que será disponibilizado à comunidade astronômica no início de 2004.
Strauss disse que o SDSS está se aproximando do ponto médio de sua meta de medir um milhão de galáxias e quasares de desvio para o vermelho.
“A verdadeira emoção aqui é que linhas de evidência díspares do fundo cósmico de microondas (CMB), estrutura em larga escala e outras observações cosmológicas estão nos dando uma imagem consistente de um universo dominado por energia escura e matéria escura”, disse Kevork Abazajian do Fermi National Accelerator Laboratory e do Los Alamos National Laboratory.
Fonte original: Sloan Digital Sky Survey News Release
